Die Wirkung des Blutdrucks auf den zerebralen Blutfluss während der Propofol-Anästhesie (CA)

Hintergrund Die Propofol-Anästhesie reduziert den zerebralen Blutfluss (CBF) und den mittleren arteriellen Druck (MAP), aber es ist unklar, ob die Abnahme des CBF durch Hypotonie verstärkt wird. Es wird allgemein angenommen, dass die zerebrale Autoregulation die CBF aufrechterhält, wenn der MAP zwischen 60 und 150 mmHg liegt. Daher wird ein vasoaktives Medikament verabreicht, wenn der MAP auf unter ungefähr 60 mmHg abfällt.

Ob es ein Plateau für die zerebrale Autoregulation gibt, ist umstritten. Somit ist die Blutgeschwindigkeit der mittleren Hirnarterie (MCA Vmean) als Index von CBF während pharmakologischer Änderungen des MAP zwischen etwa 40–125 mmHg mit MAP assoziiert. In ähnlicher Weise wird CBF durch pharmakologische Veränderungen des MAP zwischen 40–80 mmHg während einer hypothermen kardiopulmonalen Bypass-Operation in Propofol-Anästhesie beeinflusst. Arterielle Hypertonie kann die untere Grenze der zerebralen Autoregulation erhöhen, was durch eine antihypertensive Behandlung gemildert werden kann.

Kognitive Dysfunktion und Delirium sind häufig nach größeren Operationen, insbesondere bei älteren Menschen, und können mit Hypotonie und zerebraler Hypoperfusion zusammenhängen. Darüber hinaus ist eine hypotensive Anästhesie mit einem Anstieg der Marker für neuronale Schäden verbunden, aber die Studien waren zu klein, um einen Unterschied in der Häufigkeit kognitiver Dysfunktionen nach einer hypotensiven Anästhesie im Vergleich zu einer normotensiven Anästhesie festzustellen.

Bei jungen gesunden Erwachsenen bewirkt die Propofol-Anästhesie eine begrenzte Senkung des Blutdrucks und senkt die CBF um etwa 50 % durch eine Verringerung der neuronalen Aktivität. Ein Anstieg des MAP von etwa 80 auf 100 mmHg während einer Propofol-Anästhesie beeinflusst den CBF nicht, aber es ist nicht bekannt, ob der CBF durch einen Anstieg des MAP von etwa 60 auf 80 mmHg erhöht werden kann. Propofol scheint die zerebrale Autoregulation aufrechtzuerhalten, aber es ist nicht bekannt, ob die niedrigere Ebene der zerebralen Autoregulation betroffen ist. Die A. carotis interna liefert den größten Teil des CBF und erweitert sich bei mäßiger Hypotonie mit aufrechterhaltenem Blutfluss, was darauf hinweist, dass das Gefäß zur zerebralen Autoregulation beiträgt. Darüber hinaus können das zentrale Blutvolumen und das Herzzeitvolumen wichtige Faktoren für die Aufrechterhaltung von CBF sein.

Die Studie wird 30 Patienten umfassen, bei denen eine größere Bauchoperation in Propofol-Remifentanil-Anästhesie in Kombination mit Epiduralanalgesie geplant ist. Die Durchblutung der A. carotis interna wird am Hals mittels Duplex-Ultraschall beurteilt. Die Studie wird eine Stunde nach Beginn der Operation durchgeführt und dauert etwa eine halbe Stunde. In der Studie wird der MAD pharmakologisch kurzzeitig in zufälliger Reihenfolge auf 80-85, 70-75 und 60-65 mmHg eingestellt. Der Wert von 60-65 mmHg entspricht dem Wert, auf dem MAP in der klinischen Praxis gehalten wird. Die Kontrolle von MAP erfolgt durch intravenöse Infusion von Noradrenalin, einem α- und β-adrenergen Agonisten.

Ziel Der Zweck der Studie besteht darin, zu beurteilen, ob der Blutfluss in der Halsschlagader erhöht wird, indem der MAP auf einem höheren Wert gehalten wird, als er in der klinischen Praxis verwendet wird. Ferner bewerten wir, ob eine untere Grenze der zerebralen Autoregulation nachgewiesen werden kann, indem wir die Steigungen der linearen Regression des Blutflusses der inneren Halsschlagader und des MAP bei den Bewertungen vergleichen, wenn der MAP 60–65 und 70–75 mmHg beträgt und wenn der MAP 70–75 beträgt und 80-85 mmHg.

Hypothesen

• Der Blutfluss in der inneren Halsschlagader ist höher, wenn der MAP 80–85 mmHg beträgt, verglichen mit einem MAP von 60–65 mmHg.
• Der Blutfluss in der inneren Halsschlagader ist höher, wenn der MAP 70–75 mmHg beträgt, verglichen mit einem MAP von 60–65 mmHg.
• Der Blutfluss in der inneren Halsschlagader ist höher, wenn der MAP 80–85 mmHg beträgt, verglichen mit einem MAP von 70–75 mmHg.
• Die Steigung der linearen Regression zwischen Änderungen des MAP und des Blutflusses der A. carotis interna ist für die Auswertungen bei einem MAP von 70–75 und 60–65 mmHg höher als für die Auswertungen bei einem MAP von 80–85 und 70–75 mmHg.

Methoden Die Studie ist eine monozentrische, prospektive Kohortenstudie mit 30 aufeinanderfolgenden Patienten, bei denen eine größere abdominale Operation in Propofol-Anästhesie geplant war. Falls eine Operation abgesagt wird oder eine Gasanästhesie verwendet wird, wird der Patient ausgeschlossen und die ausgeschlossenen Patienten werden ersetzt. Die Zahl der Studienabbrecher wird voraussichtlich zwischen null und fünf Patienten liegen. Die Patienten werden am Tag vor der Operation rekrutiert, zu diesem Zeitpunkt wird die A. carotis interna mittels Ultraschall beurteilt. Falls das Gefäß nicht dargestellt werden kann, z. Aufgrund der hohen Lokalisation der Karotisbifurkation kann der Patient nicht an der Studie teilnehmen.

Anästhesie und Operation entsprechen der klinischen Praxis. Die Anästhesie wird durch Propofol eingeleitet und durch Propofol und Remifentanil aufrechterhalten. Ein thorakaler Epiduralkatheter wird bei Th8/9 oder Th9/10 platziert und eine Epiduralanästhesie wird vor der Operation durch Bupivacain-Infusion 0,5 %, 5 ml/h eingeleitet. und Bolus 15 mg Bupivacain, der stündlich wiederholt wird. Das Schlagvolumen wird nach Einleitung der Anästhesie durch wiederholte Gabe von 250 ml 5 % Humanalbumin optimiert, bis die Zunahme des Schlagvolumens weniger als 10 % beträgt, und die Volumenoptimierung wird wiederholt, falls das Schlagvolumen um mehr als 10 % abnimmt. Die Noradrenalin-Infusion (0,6 µg/kg*ml) wird nach Einleitung der Anästhesie begonnen, um den MAP über 60 mmHg zu halten und eine Volumenoptimierung zu vermeiden, wenn der Kreislauf dilatiert ist.

Die Entwicklung eines sogenannten mesenterialen Traktionssyndroms kann den MAP in der ersten Stunde einer größeren Bauchoperation beeinträchtigen. Somit wird die Studie ab 60 Minuten nach der Inzision durchgeführt und dauert etwa eine halbe Stunde. Die Anästhesie reduziert den MAP, aber die Reduzierung variiert zwischen den Patienten und wird durch die Verabreichung von Propofol, Remifentanil und Epiduralanästhesie, den Flüssigkeitsstatus und die chirurgische Stimulation usw. beeinflusst. Der Beginn der Studie wird verschoben, bis eine größere Blutung, Transfusion oder Volumenoptimierung behandelt oder abgeschlossen ist. Vor Beginn der Studie muss die Infusionsgeschwindigkeit von Propofol und Remifentanil mindestens 10 Minuten lang konstant gewesen sein und seit der letzten Bupivacain-Bolusdosis müssen mindestens 15 Minuten vergangen sein, da Änderungen der Anästhesie sowohl zerebral als auch zentral wirken können Hämodynamik. Falls die Infusion von Propofol oder Remifentanil geändert oder Bolus-Bupivacain während der Studie verabreicht wird, wird das Experiment angehalten und die Studie wird neu gestartet, wenn die Anästhesie 10 Minuten lang stabil war. Das Experiment kann nur einmal neu gestartet werden und es werden nur die Daten des letzten Versuchs mit der höchsten Anzahl an Auswertungen verwendet.

Im Experiment wird der MAP zeitlich auf 80–85, 70–75 und 60–65 mmHg eingestellt, indem die Infusion von Noradrenalin angepasst wird. Die Reihenfolge der Auswertungen wird randomisiert, indem kurz vor Versuchsbeginn ein Umschlag gezogen wird. Noradrenalin ist kurz anhaltend und hat keine direkte Wirkung auf CBF. Das Experiment dauert ungefähr 30 Minuten, bis die Auswertungen auf den drei Ebenen des MAP durchgeführt wurden. Wenn der MAP nicht auf 60-65 mmHg fällt, indem die Infusion von Noradrenalin gestoppt wird, wird diese Bewertung nicht durchgeführt, aber wir erwarten, dass dies nur bei wenigen Patienten der Fall sein wird. In der klinischen Praxis wird Noradrenalin verwendet, um einen MAP > 60 mmHg aufrechtzuerhalten. Die Studie ist keine Untersuchung von Arzneimitteln, da Noradrenalin als Mittel zur Kontrolle von MAP verwendet wird.

Die Verabreichung von Noradrenalin erfolgt über einen zentralvenösen oder großen peripheren Katheter unter Verwendung einer elektronischen Infusionspumpe, und die Infusionsgeschwindigkeit wird langsam angepasst, bis der MAP-Wert erreicht ist. Noradrenalin ist innerhalb von 1-2 Minuten nach der Verabreichung wirksam und die Wirkung hält nur wenige Minuten an. Wenn der MAP mindestens 3 min auf dem gewünschten Niveau stabil war, werden die Messungen während der folgenden 2 min durchgeführt. Nach Abschluss der Studie erfolgt die Kontrolle von MAP gemäß der klinischen Praxis. Wir gehen davon aus, dass bei einer kurzfristigen Erhöhung des MAP auf 80-85 mmHg kein erhöhtes Risiko besteht.

Messungen Arterieller und zentralvenöser Druck werden invasiv bestimmt, während Schlagvolumen, Herzzeitvolumen und totaler peripherer Widerstand durch modifizierte Pulskonturanalyse der arteriellen Druckkurve (Nexfin, BMEYE, Holland) bewertet werden. Die Sauerstoffversorgung des Gehirns und des Bizepsmuskels wird mittels Nahinfrarotspektroskopie (INVOS 5100C, Somanetics, Troy, MI, USA) bewertet. Die Narkosetiefe wird anhand des Bispektralindex (BIS Complete Monitoring Systems, Covidien, USA) beurteilt.

Die Durchblutung der A. carotis interna wird einseitig am Hals mittels Duplex-Ultraschall (Logiq E, GE Medical System, Jiangsu, Kina) beurteilt. Die Auswertung erfolgt im Längsschnitt mindestens 1,5 cm distal der Carotisbifurkation bei ca. 30⁰ zur kontralateralen Seite gedrehtem Kopf. Um den Einfluss der Beatmung zu begrenzen, werden auf jeder MAP-Stufe drei Aufzeichnungen von etwa 15–20 s durchgeführt und der Mittelwert angegeben. Es wird eine Frequenz von 8–12 MHz verwendet und die Verstärkung so hoch wie möglich eingestellt, während das Gefäßlumen echofrei ist. Die Ultraschalleinstellungen werden während der Studie nicht geändert. Der Durchmesser wird unter Verwendung einer automatischen Software zum Verfolgen der Gefäßwand bestimmt (Brachial Analyzer for Research v. 6, Medical Imaging Applications LLC, Coralville, IA, USA). Die winkelkorrigierte zeitmaximale Strömungsgeschwindigkeit (TAVMAX) wird mittels Pulsed-Wave-Doppler bei einem Einschallwinkel ≤ 60° ausgewertet. Der TAVMAX entspricht der doppelten mittleren Blutgeschwindigkeit und der Blutfluss beträgt: 0,125*60*TAVMAX*π*Durchmesser^2. Arterielles und zentralvenöses Blut wird für die Gasanalyse entnommen und der Blutfluss der inneren Halsschlagader wird mit einem Faktor von 3 %/mmHg auf Änderungen des PaCO2 korrigiert.

Statistik Studienumfang: Der minimale klinisch bedeutsame Unterschied im Blutfluss der A. carotis interna zwischen Bewertungen bei MAP 60-65 und 80-85 mmHg wird als 10 % angesehen, da Bewertungen mit Nahinfrarot-Spektroskopie darauf hindeuten, dass eine intraoperative zerebrale Desoxygenierung von > 10 % assoziiert ist zur postoperativen kognitiven Funktion.

Eine Power-Berechnung zeigte, dass mindestens 18 Patienten benötigt wurden, um einen Unterschied im Blutfluss der A. carotis interna von 10 % entsprechend 19 ml/min bei einer angenommenen Standardabweichung für die Änderung von 27 ml/min zu erkennen (unveröffentlichte Ergebnisse aus der Studie „Cerebral Blutfluss während der Propofol-Anästhesie“ NCT02951273), um ein Signifikanzniveau von 5 % und eine Aussagekraft von 80 % zu erhalten. Wir planen, 30 Patienten einzuschließen.